高压喷射注浆在高压区的质量监控验证试验

摘要：进行高压喷射注浆在高压区的质量监控实验，通过完整的实验方案和操作流程记录准确反映实验结果，进行了数据记录和现场图片的整理，明晰了影响成桩的几个因素。

关键词：高压喷射注浆成桩质量监控试验

前言

高压喷射注浆多用于防渗及土体加固，是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻至土层的预定位置后，以高压设备使浆液成为高压流从喷嘴中喷射出来，切割土体，同时喷管以一定速度向上旋转、提升，将浆液与土粒搅拌混合，在土中形成一个固结体。

目前国内固结灌浆、帷幕灌浆及搅拌桩等工艺施工，在低压区（进浆区）具备质量监控技术，其监控压力较低，此次试验是验证在高压区的质量监控，通过监控施工过程中浆液压力及流量变化来反映施工质量。

工程地质条件

此次试验在湛江湾跨海盾构隧道出发井进行，其地层深度0m～3.2m为松散细砂层，3.2m～12.6m高程为稍密~中密状细砂层，12.6m以下为可塑粘土和砂质粘土。

试验方案及试验内容

3.1 试验方案

选用普通双管法，在假定施工状态下进行单桩施工，利用监控设备记录与实际施工状态进行对比，并对成桩进行开挖，检验监控记录是否反映实际施工状态，对质量监控的成果能否如实反映。

3.2 试验工作内容

采用普通双管法工艺进行试验，按以下3种施工状态进行施工：

1）各种参数正常状态下施工；

2）假定水嘴大了之后，在高压泥浆泵维持正常转速的条件下施工；

3）假定堵了一个水嘴后，在压力表压力不变（降低高压泥浆泵转速）的条件下施工。

以上施工试验的其他参数不变。

试验设备及性能（见表1）

表1主要机械设备

高压旋喷试验施工

5.1 高压旋喷试验施工流程

桩位放样钻机就位造孔高喷台车就位试水嘴下喷管至孔底自下而上旋喷至设计顶高冲洗喷管高喷台车移位回灌。

5.2 高压旋喷施工工艺

旋喷桩施工采用先造孔，然后下高喷管到设计深度，进行旋喷灌浆。旋喷时，将喷管下入孔底，按先低压浆再送气再提高浆压，喷管原位旋转、各参数达到设定的要求和孔口返浆正常后，自下而上进行旋喷作业，直至设计桩顶高程。每孔旋喷结束后，及时向孔内回灌，保证桩顶密实。

5.3 浆液材料及配合比

喷浆材料主要为复合硅酸盐水泥(PC32.5)，浆液配比为1:1，即浆液比重控制在1.50~1.55g/cm3。

5.4 试验施工技术参数（表2）

表2试验施工技术参数表

6.试验过程（见下面组图）

7.试验成果

7.1 试验监控文字记录

在3种假定试验状态下施工，试验监控文字记录，其监控采集数据浆液压力、浆液量（水泥用量）与施工数据吻合。

7.2 试验监控数据曲线

采集数据浆液的时间-压力曲线正常，能反映施工状态；时间-流量曲线正常波动较大，无法反映出施工是否属于正常状态。

7.3 成桩开挖

在第三种工作状态下（堵水嘴后），进行降低高压泥浆泵转速、维持浆压基本不变的情况下，成桩直径明显偏小（如下图）。直接反映成桩质量。

8.成果分析及建议

1）试验监控文字记录是采用3分钟内所采集的数据均值，充分反映施工过程是否正常，直接反映成桩质量，能起到质量监控作用；

2）时间-浆液压力曲线正常，能反映施工状态，起到质量监控作用；

2）时间-浆液流量曲线波动较大，是因为数据采集瞬时流量，每次采集数据时高压泥浆柱塞不一定在同一位置所引起，建议浆液流量曲线采用均值。

通过此次试验证明，高压喷射注浆在高压区的质量监控浆液压力、浆液量（水泥用量）与施工数据吻合，能直接反映成桩质量，要合理调控浆液压力、浆液量，实验的研究目的达到，实验成功反映出了影响成桩质量的几个因素。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。